第一章矿井概况一设计编制依据1 井筒地质柱状图2 《煤矿安全规程》3 《煤矿井巷工程质量检验评定标准》二矿井条件本矿井为城郊矿井，设计服务年限为30年。

城郊矿井的设计生产能力位240万吨。

本次设计的井筒为副井井筒。

井筒净直径8.5m，井筒的深度为680m,副井井筒的开拓方式为立井开拓，通风方式为中央分列式通风系统。

煤层含沼气的等级及突出危险程度：低沼气，无突出。

副井井筒的表土段深230m，表土段井壁结构为双层钢筋混凝土井壁，内壁的厚度为450mm，外壁的厚度为500mm。

基岩段厚430m,为普通混凝土井壁，厚650mm，混凝土标号为C30。

井筒内提升容器采用单层双车罐笼，提升容器导向装置的结构类型采用组合罐笼。

井筒的提升方位角为15o。

三矿井水文地质情况（一）表土厚度及类型：表土土层为第四纪冲击层，厚度为230m200m h,表土下方的风化基岩带厚度为20m,（二）含水情况：表土含水情况为3基岩为泥岩和粉砂岩，厚度为430m，基岩岩倾角为08，含水情况为400~430m，30。

m3四井筒特征（一）副井井筒特征表表1-1 副井井筒特征表（二）井筒断面布置形式井筒断面布置形式如图1-1所示：图1-1 井筒断面布置图第二章井筒基岩段施工方案一、选择施工方案时应考虑的因素：（一）井筒穿过岩层的性质，涌水量的大小。

（二）井筒直径和深度（主要指基岩部分的深度）。

（三）可能采用的施工工艺及技术装备条件。

（四）施工队伍的操作技术水平和施工管理水平。

选择施工方式，首先要求技术先进，安全可行，有利于采用新型凿井装备，不仅能获得单月最高纪录，更重要的是能取得较高的平均成井速度，并应有明显的经济效益。

二、现有立井井筒基岩段施工方案分析（一）掘、砌单行作业凿井时将井筒划分为若干段高，自上而下分段施工，在同一段高内，按照掘砌先后交替顺序作业称为单行作业且由于掘进的段高不同，单行作业又分为长段单行作业和短段平行作业。

掘、砌单行作业的最大优点是工序单一，设备简单，管理方便，当井筒涌水量小于330m/h时，任何工程地质条件均可使用。

特别是当井筒深度小于400m 时，施工管理技术水平薄弱，凿井设备不足，无论井筒直径大小，应首先考虑采用掘砌单行作业。

其中，短段掘、砌单行作业更具优势。

（二）掘、砌平行作业掘砌平行作业仍有长段平行作业和短段平行作业之分。

长段平行施工，是在工作面进行掘进作业和临时支护，而上段，则由吊盘自下而上进行砌壁工作。

短段掘、砌平行作业，掘、砌工作也是自上而下，并同时进行施工。

掘进工作在掩护筒保护下进行；砌壁是在多层吊盘上，自上而下逐段浇灌混凝土，每浇灌完一段井壁，即可进行下一段的混凝土浇灌工作。

掘砌、掘安平行作业一次成井，是在两个段高内、下端掘进与上段砌壁，安装相平行，而砌壁和安装工序则按先后循序进行，砌壁自上而下，安装自上而下。

长段平行作业施工装备复杂，设备用量多，围岩暴露时间长，对井筒围岩稳定产生不利影响，施工组织和安全作业复杂；短段平行作业不受井筒深度和截面大小的制约，在严格信号系统的管理和施工工序组织恰当的情况下，可以掘、砌共用提升系统。

平行作业方式主要用于井筒直径大的深井工程。

（三）掘、砌混合作业井筒掘、砌工序在时间上有部分平行时称混合作业。

它既不同于单行作业也不同于平行作业。

混合作业是在向模板浇灌混凝土达1米高左右的时候，在继续浇筑混凝土的同时，可装岩出渣。

待井壁浇筑完成后，作业面上的掘进工作又转为单独作业，依此往复循环。

该作业方式在重型凿井机械化装备的利用、施工组织管理、施工安全作业以及成井的各项经济指标等方面，都优于单行作业和平行作业，具有较强适应性。

不但有利于提高凿井装备的利用率，能达到稳定的快速施工指标，而且从总体上能降低立井的施工成本，提高施工效率，改善立井的安全作业条件，以成为我国目前立井施工的主导作业方式。

三、施工方案选择由于井筒的基岩段深为250~680m，井筒净直径为8.5m。

井筒的涌水量等30,基岩的岩性为粉砂岩、泥岩，为较稳定的岩层。

为了提高施工效率，于m3快速安全施工，配置重型机械化装备，所以立井施工时采用掘、砌混合作业施工方式。

混合作业井壁接茬多，封水性能差，所以要做好井壁的防水处理。

第三章钻眼爆破工作一、钻眼机具的选择因为该井筒为深大井筒，要采用混合作业方式要求有较高的钻眼速度，故采用伞钻钻眼。

（一）凿岩钻架：XFJD6.11伞形钻架的适用条件：1.适用于3-5米深空爆破作业2.适用大段高或短掘、短喷混合作业3.适用于两套单钩或一套单钩，一套双钩提升4. 采用伞形钻架需配用新Ⅳ型凿井井架，采用其他凿井井架时，需要增加倒矸台以下的高度5.由于伞形井架能钻深孔，一次爆破岩石量大，抓岩能力要大6.需要配较强的机电维修能力和熟练钻工(二) 钻机选用导轨式独立回转凿岩机，下表是是独立回转凿岩机YGZ-70技术特征表。

表3-2 导轨是独立回转凿岩机YGZ-70表(三) 钎头、钎子技术及规格1 钎头选用标准十字形合金钎头。

优点：在多裂缝岩中使用不易夹杆，中心和两侧有冲洗孔，排粉良好。

2 钎杆选用和钎头相配套的Φ25×4500mm六角中空合金钢钎二、爆破器材的选择(一) 炸药的选择目前我国矿用的炸药非常广泛，主要有耐冻硝化甘油炸药、2号岩石硝铵炸药、4号岩石硝铵炸药、水胶炸药等等。

由于本矿井涌水量大，且低沼气和无突出的危险，故采用101型国产水胶炸药。

该炸药抗水性强、装药密度高、威力大、装药方便。

(二) 雷管掏槽眼和崩落眼后卷药包应在前卷药包爆炸后，岩石开始形成裂隙，岩块尚未抛出，残余应力消失之前起爆效果最好，此间隔时间一般为25-30ms,所以选用国产第二系列8号毫秒延期电雷管（该电雷管延期时间间隔正好是25ms ）起爆周边眼应在残余应力消失后起爆，可以隔段使用该型雷管，放炮电源为380v 交流电。

三、爆破参数的确定（一）炮眼深度的确定1Ll N n ηη=⋅⋅⋅，m （ 3-1)式中:l-------炮眼深度，m;L ───井筒施工计划月进度,m ；取100m; N ───每月实际工作天数；混合作业，取30d; n ───日完成循环数；中深孔爆破取1；1η───月循环率；取 0.9；η───炮眼利用率，取0.95；故得，m n N L l 94.395.09.01301001=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=ηη取m l 4=即炮眼深度取4.0m.。

（二）炮眼直径及药卷直径依据所选用的钻机 YGZ-70型，和选用的钎杆、钎头，取炮眼的直径为51mm ；考虑装药的方便和资源的供应情况，药卷直径定为45mm ，规格Φ45⨯400mm ⨯0.73kg 的药卷。

（三）掏槽方式及炮眼的布置依据XFJD6.11型伞形钻具的技术特征及钻眼特征，岩石的普氏系数为f=4-5,进行深孔爆破，由于夹制作用，且伞钻钻眼的最小圈径为 1.65m,用二阶直眼掏槽，易于高效施工。

炮眼使用同心圆布置，其余各圈相距一定距离，最大炮眼深度为4.2m ，采用光面爆破。

采用二阶掏槽掏槽不知方式见图3-1。

图3-1 掏槽方式（四）炮眼数目的确定aPqSm N η=（3-2） 式中N ───炮眼数目；q ───单位炸药消耗量，3/m kg ； m ───每个药卷长度，m ；η───炮眼利用率；a ───装药满度系数，即装药长度与炮眼长度之比，一般取0.5∽0.7 P ───每个药卷的重量，kg 故得，0.9175.430.40.9559.550.60.73qSm N aP η⨯⨯⨯===⨯取60N =各种炮眼布置要求如下：直眼掏槽圈径一般为 1.2-1.8m ，眼数4-7个。

二阶掏槽的外圈比内圈大400-600mm,眼数控制在4-9个左右。

崩落眼与周边眼的距离保持在500-700mm 左右，其余眼圈距取600-800mm 左右，按同心圆布置，眼距800-1000mm 。

周边眼距离取400-600mm 。

实际的炮眼数目为：采用眼距的控制来确定炮眼的数目，炮眼分为七圈布置，周边眼间距取481mm ，炮眼中心与井筒中心的距离为4900mm,第六、五、四、三为崩落眼，其圆周直径分别为：8600mm 、7000mm 、5400mm 、3800mm ，眼距分别为：900mm 、879mm 、892mm 、852mm ，第二、一圈为掏槽眼，眼距分别为：864mm,864mm,炮眼深度分别为：4200mm 、2100mm ，眼心所处圆周直径分别为：2200mm 、1650mm 。

其余各眼的眼深分别为：4000mm 。

各圈炮眼布置如下：第一圈：6个；第二圈：8个；第三圈：14个；第四圈：19个；第五圈：25个；第六圈：30个；第七圈：64个 炮眼数目：N=N 1+N 2+N 3（3-3）式中：N ------ 每循环断面的炮眼总数。

N 1------ 掏槽眼的数目 14个N 2------ 崩落眼的数目 88个N 3------ 周边眼的数目 64个故得 N=166, 即每循环炮眼总数为166个。

（五）炸药消耗量计算计算公式：1112233h h hG G GQ N L a N La N La =++（3-4） 式中：Q-------每个循环的总药量，Kg; 1N 、2N 、3N ------掏槽眼、崩落眼、周边眼的数目； G ---------一卷炸药量的质量，Kg; h-------一卷炸药量的长度，m;1L -------掏槽眼长度，m;L --------崩落眼、周边眼长度，m;1a --------掏槽眼的装药系数，0.6-0.8； 2a -------崩落眼的装药系数，0.45-0.6； 3a -------周边眼的装药系数，0.3左右；第一、二圈的装药系数的取0.8,第三、四、五、六圈的装药系数均为0.5，第七圈的装药系数均为0.3。

因此可以计算出总药量：0.730.730.736 2.10.88 4.20.888 4.00.50.40.40.40.73+64 4.00.30.4Q =⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯ 所以528.81Q kg =每循环掘进岩石实际体积：22310.259.80.95 4.0286.634V D L m πηπ=⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=实际单位炸药消耗量：3528.81 1.85286.63Q q kg m V === (六) 装药结构本井筒爆破时掏槽眼与崩落眼之间采用塑料桶内连续装药(该方法装药速度快，装药质量高，防水能力强)，周边眼采用径向和轴向空气间隙的装药结构。

周边眼空气间隔装药结构崩落眼、掏槽眼塑料桶内 连续装药结构5导爆索4填塞物（炮泥）2药卷图3-2(七) 连线方式本矿井为低沼气、无突出矿井，在基岩段没有爆炸危险，采用闭合反向并联电路，220V 交流电源起爆。